粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究.pdf

中国科学技术大学
博士学位论文
粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究
姓名:贾兆红
申请学位级别:博士
专业:管理科学与工程
指导教师:陈华平
20080401
锄,,而在实际生产中,可以加工某个工序的机器往往不止一个,这就产生了柔性作业车间调度问题。柔性作业车间调度问题具有路径柔性的特点,从而可以避免传统作业车间在正常运行过程中容易出现的阻塞和拥挤等现象,并且当加工过程中出现机器故障等一些异常情况的时候,作业车间系统仍然能够维持生产的继续进行,这样可以提高作业车间调度系统的灵活性。然而,柔性路径的特点也使得这类问题的可行解范围的增大,从而给问题的求解带来新的挑战。在实际生产中,柔性作业车间调度问题往往需要同时面向多个目标进行决策分析。因此,寻找有效的方法对多目标柔性作业车间调度问题进行求解具有重要的理论价值和应用意义。本文主要探讨了如何使用粒子群优化算法求解柔性作业车间调度问题,特别是多目标柔性作业车间调度问题。本论文的主要工作与创新点如下:芯苛嘶诨煦绲腜算法在柔性作业车间调度问题中的应用。利用混沌优化技术的随机性、遍历性特点和易跳出局部极值的能力,在法中引入混沌技术以提高惴ǖ男阅埽岢隽艘恢只旌螾算法。首先,利用混沌对惴ǖ牟问凶允视τ呕迪秩ň炙阉饔刖部搜索间的有效平衡;然后,在惴ǖ乃阉鞴讨幸牖煦缇植克索策略,以提高求解的精度和收敛速度。并且将该算法分别应用于若干个单目标和多目标柔性作业车间调度问题的求解,实验结果表明算法具有良好的全局搜索性能。教至嘶诙嗄勘耆ㄖ鼐酆嫌呕呗缘腜算法。在突煦绲幕旌优化算法的基础上,针对多目标存在的量纲问题,采用一种基于模糊逻辑的适应度函数形式。同时,为了进一步保持种群的多样性,最大可能的搜索到所有的非劣解,利用随机思想生成适应度函数的权系数。实验表明这种方法使得算法获得的非劣解具有很好的分布行和稳定性。题中的应用。首先,基于最优概念对种群进行排序,同时将属于相同等级的个体定义为邻居,并将这种基于等级的近邻拓扑结构用于算法中。其次,通过计算同等级中个体的拥挤距离現由于摘要‘
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作者签名:盈蝗乏锄占年乡月乡日中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
.,H缦赂隽艘桓鲆岳#鞫任侍獾氖枋卢冰原,第一章绪论瓽一最—λ龋琭,叮琂,七一,...,,,,琷『一,...,珂,七一,...,加;,。妥罘直鸨硎咀饕礷在机器七上的完成时间和加工时间;且桓鲎调度问题,简单地说就是在满足一些约束条件的前提下,对共同使用的资源进行时间分配。调度问题最早是从制造业中提出来的,但这并不意味着调度只能在生产制造业中得以应用,实际上,调度在编制作业计划、企业管理、交通运输、航空航天、医疗卫生、现代化柔性制造系统等众多领域都有着广泛的应用。高效的调度算法和优化技术是高效的调度方案的基础,而好的调度方案可以提高资源利用率、降低成本、降低物耗和能耗,从而提高生产效益和企业的竞争力。所以调度优化算法性能的好坏对这些行业的高效运作有着重要影响,其研究也具有重要的理论意义和实用价值。在离散制造系统中,工件一般经过一系列的工序加工完成,每道工序需要特定机器和其他资源共同完成,各工件在各机器上的加工顺序莆<际踉际跫通常是事先给定的。车间调度的作用就是根据现有的资源状况合理地安排作业加工顺序,以满足特定生产目标的要求,一般包括作业排序和资源分配两个目标文君等,5湫偷某导涞鞫瓤梢杂盟脑S虮硎疚#篴琁,,渲校诤卢分别为工件数和机器数;碚骷庸す痰奶氐悖为性能指标,芑琭一叮琁,七;,⋯,,唬,琷『,洌咭,